DE19546510C2

DE19546510C2 - Camera system for the inspection of pipelines

Info

Publication number: DE19546510C2
Application number: DE19546510A
Authority: DE
Original assignee: Wolfgang Rausch & Co Elec GmbH
Current assignee: Wolfgang Rausch & Co Elec GmbH
Priority date: 1995-12-13
Filing date: 1995-12-13
Publication date: 1998-04-09
Anticipated expiration: 2015-12-14
Also published as: DE19546510A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Kamerasystem zur Untersuchung von Rohrleitungen, durch die das Kamerasystem verschiebbar und zurückziehbar ist mit einem Gehäuse, einem Objektiv, einem Kameramodul, das mit einem entfernten Monitor in Verbindung steht und mit in das Gehäuse führenden Versorgungs- und Daten kabeln für die Fernsehkamera. Das Kamerasystem wird zumeist von Hand bewegt, kann aber grundsätzlich auch mit einem Fahrwagen gekoppelt sein.The invention relates to a camera system for examining Pipelines through which the camera system can be moved and is retractable with a housing, a lens, a Camera module that connects to a remote monitor stands and with supply and data leading into the housing cables for the TV camera. The camera system is mostly used by Hand moves, but can also be done with a trolley be coupled.

Derartige Kamerasysteme sind bekannt und werden vor allem zur Inspektion von Rohranlagen mit kleinem Durchmesser in der Grö ßenordnung von beispielsweise 100 mm eingesetzt.Such camera systems are known and are used primarily for Inspection of small diameter pipe systems in size order of 100 mm, for example.

Die bisher bekannten Kamerasysteme dieser Art haben den Nach teil, daß sie sich beim Vorschub durch eine Rohranlage, ins besondere beim Passieren von gekrümmten Rohrabschnitten, unkon trolliert um ihre Längsachse drehen, wodurch sich entsprechend die von der Kamera übertragene Darstellung auf dem Monitor verdreht mit der Folge, daß die Auswertung der von der Fernseh kamera gelieferten Bilder und ihre räumliche Zuordnung zu der untersuchten Rohranlage erheblich erschwert wird.The previously known camera systems of this type have the after part that they are when feeding through a pipe system, ins especially when passing curved pipe sections, uncon trolled about its longitudinal axis, which turns itself accordingly the representation on the monitor transmitted by the camera twisted with the result that the evaluation of the television Delivered images and their spatial allocation to the camera examined pipe system is made considerably more difficult.

Ein Kamerasystem der eingangs genannten Art ist in der DE 295 00 127 U1 offenbart. Das bekannte Kamerasystem enthält einen mit einem Objektiv zusammenwirkenden Kameramodul, dessen Aufnahmen durch Datenkabel zu einem entfernten Monitortor übertragen werden. Das Kamerasystem hat einen Schwenkkopf, in dem das Ob jektiv und der Bildaufnehmer angeordnet sind. Dieser Schwenkkopf ist um eine zur Längsachse des untersuchenden Rohres vertikale Achse drehbar, um mit der Kamera auch seitliche Zuläufe zu der jeweils untersuchten Rohrleitung einsehen zu können.A camera system of the type mentioned at the outset is in DE 295 00 127 U1 disclosed. The known camera system includes one a lens interacting camera module, its recordings transmitted to a remote monitor gate by data cable will. The camera system has a swivel head in which the Ob jective and the image sensor are arranged. This swivel head is vertical to the longitudinal axis of the tube being examined Axis can be rotated so that the camera can also feed in the side to be able to see the pipeline examined in each case.

Die US-PS 4,372,658 offenbart eine Vorrichtung zum Untersuchen von Pipelines, die eine Kamera enthält, die durch Belichtung eines photographischen Films Aufnahmen des Bodenbereichs der Pipeline macht. Die gesamte Kamera einschließlich Leuchten und Objektiv ist dabei mit einem Gewichtskörper verbunden, der das Objektiv stets auf den Boden der Pipeline ausrichtet. Die Druck schrift befaßt sich mit dem Problem, das Objektiv mit der zu gehörigen Kamera auf einen bestimmten Bereich der Pipeline zu richten.U.S. Patent 4,372,658 discloses an inspection device of pipelines, which contains a camera, by exposure a photographic film photographs of the floor area of the Pipeline does. The entire camera including lights and The lens is connected to a weight body that Always align the lens with the bottom of the pipeline. The pressure scripture deals with the problem, the lens with the associated camera to a specific area of the pipeline judge.

Aus der DE 90 03 086 U1 ist eine Kamera für die Brunneninspek tion bekannt, bei der ein Block drehbar gelagert ist, an dem zwei im Winkel zueinander angeordnete Kameras befestigt sind und bei der die Signale der Kamera-Auswerteelektronik über eine Schleifringanordnung übertragen werden. Dadurch ist die freie Drehbarkeit des Blocks mit den Kameras in die jeweils gewünschte Richtung ermöglicht.DE 90 03 086 U1 describes a camera for the well inspection tion known, in which a block is rotatably mounted on the two cameras arranged at an angle to each other are attached and in which the signals of the camera evaluation electronics via a Slip ring arrangement are transmitted. This is the free Rotation of the block with the cameras in the desired one Direction.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Kamerasystem der eingangs genannten Art so zu verbessern, daß es stets seitenrichtige und aufrechte Darstellungen auf dem zu gehörigen Monitor liefert, auch wenn sich das Gehäuse des Kamera systems bei der Bewegung durch eine Rohrleitung um seine Längs achse dreht.The present invention is based on the object Camera system of the type mentioned to improve so that it always correct and upright representations on the to proper monitor supplies, even if the housing of the camera systems when moving through a pipe around its length axis rotates.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die Merkmale des Pa tentanspruchs 1 gelöst. This object is achieved by the features of Pa claim 1 solved.

Vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unter ansprüchen gekennzeichnet.Advantageous embodiments of the invention are in the sub claims marked.

Bei dem erfindungsgemäßen Kamerasystem ist zumindest der Bild aufnehmer der Fernsehkamera, bevorzugt aber der gesamte Kamera modul, drehbar in dem Gehäuse gelagert und ein Gewichtskörper steht derart mit der Kamera-Baugruppe in Verbindung, daß sich der Schwerpunkt der drehbaren Anordnung bei waagerechter Lage des Bildaufnehmers vertikal unter dessen Drehachse befindet. Damit wird erreicht, daß die Kamera einer Drehung ihres äußeren Gehäuses nicht folgt, sondern sich stets wieder in die waage rechte Position auspendelt. Außerdem erfolgt der elektrische Anschluß des Kameramoduls über eine in dem Gehäuse angeordnete Schleifringanordnung.At least the picture is in the camera system according to the invention sensor of the television camera, but preferably the entire camera modular, rotatably mounted in the housing and a weight body is connected to the camera module in such a way that the center of gravity of the rotatable arrangement in a horizontal position of the image sensor is located vertically below its axis of rotation. This ensures that the camera rotates its outer Housing does not follow, but always in the balance right position swings out. In addition, the electrical Connection of the camera module via one arranged in the housing Slip ring arrangement.

Der Gewichtskörper, der aus einem Material mit großem spezifi schen Gewicht wie z. B. Edelstahl bestehen sollte, hat dabei in der Stirnansicht bevorzugt die Form eines Kreissegments, das - bei waagerechter Lage der Kamera - im untersten Bereich der Kamera-Baugruppe befestigt ist. Damit hat der Schwerpunkt des Gewichtskörpers den maximalen Abstand von der Drehachse der Kamera-Baugruppe, wodurch bei Auslenkung aus der waagerechten Lage ein maximales Rückstellmoment wirksam wird.The weight body, which is made of a material with large speci weight such as B. stainless steel should exist in the front view prefers the shape of a segment of a circle that - with the camera in a horizontal position - in the lowest area of the Camera assembly is attached. The focus of the Weight body the maximum distance from the axis of rotation Camera assembly, which, when deflected from the horizontal Position a maximum restoring torque is effective.

Zur Lagerung der Kamera-Baugruppe ist bevorzugt ein Kugellager vorgesehen, das sich zweckmäßigerweise im Bereich des Bildauf nehmers der Kamera befindet. Der Gewichtskörper ist in diesem Fall zweckmäßigerweise im Bereich des anderen axialen Endab schnitts der Kamera-Baugruppe angeordnet, wo unterhalb des elektrischen Anschlusses des Kameramoduls der erforderliche Platz zur Verfügung steht.A ball bearing is preferably used to support the camera assembly provided that expediently in the area of the image the camera. The weight body is in this Case expediently in the area of the other axial end section of the camera assembly arranged where below the electrical connection of the camera module the required Space is available.

Zur drehbaren Lagerung der Kamera-Baugruppe kann aber auch ein Rollenlager oder ein Gleitlager mit einem geeigneten geringen Reibungskoeffizienten vorgesehen sein. For the rotatable mounting of the camera assembly can also Roller bearings or a plain bearing with a suitable low Coefficient of friction can be provided.

Da der Gewichtskörper erheblich schwerer als die Kamera-Baugruppe ist, ist weitgehend verhindert, daß die Kamera beim Vorschub durch eine Rohrleitung ständig in eine Pendelbewegung versetzt wird, die natürlich ebenfalls die Qualität der auf dem Monitor erscheinenden Darstellungen beeinträchtigen würde. Eine zusätz liche Dämpfung der Drehbewegung der Kamera wird erreicht, wenn nach einem weiteren Vorschlag der Erfindung als Gegenlager zu dem Kugellager die Schleifringanordnung am anderen axialen Endbereich des Kameramoduls verwendet wird.Because the weight body is considerably heavier than the camera assembly is largely prevented that the camera when feeding constantly oscillating through a pipeline will, of course, also the quality of the on the monitor appearing representations would impair. An additional damping of the rotation of the camera is achieved if according to a further proposal of the invention as a counter bearing the ball bearing the slip ring arrangement on the other axial End area of the camera module is used.

Weitere Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfol genden Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen des erfin dungsgemäßen Kamerasystems mit Bezug auf die Zeichnung. Dabei zeigen:Further details of the invention emerge from the following description of preferred embodiments of the inventions Invention camera system with reference to the drawing. Here demonstrate:

Fig. 1 einen Längsschnitt durch eine Ausführungsform des erfindungsgemäßen Kamerasystems; Fig. 1 shows a longitudinal section through an embodiment of the camera system according to the invention;

Fig. 2 eine Ansicht der rückwärtigen Stirnseite des Kamera systems gemäß Fig. 1, bei der die rückwärtige Gehäuse abdeckung weggelassen ist; Fig. 2 is a view of the rear end of the camera system of Figure 1, in which the rear housing cover is omitted.

Fig. 3 eine Darstellung ähnlich Fig. 2, wobei das Kamerage häuse um seine Längsachse gedreht ist. Fig. 3 is a representation similar to Fig. 2, wherein the camera housing is rotated about its longitudinal axis.

Das in den Fig. 1 bis 3 dargestellte Kamerasystem enthält ein im wesentlichen kreiszylindrisches Gehäuse 1 mit einer vorderen Abschlußwand 2, die mittig einen nach außen weisenden zylin drischen Ansatz 3 aufweist, in dem ein Objektiv 4 sitzt. Auf dem zylindrischen Ansatz 3 sitzt ein vorderer Abschlußring 5, in den Beleuchtungselemente 6 eingebaut sind, die den vor dem Kamerage häuse liegenden Raum ausleuchten. The camera system shown in FIGS. 1 to 3 contains an essentially circular cylindrical housing 1 with a front end wall 2 , which has an outwardly facing cylindrical projection 3 in the center, in which a lens 4 is seated. On the cylindrical neck 3 sits a front end ring 5 , in the lighting elements 6 are installed, which illuminate the room lying in front of the camera.

In dem zylindrischen Innenraum des Kameragehäuses 1 befindet sich ein Kameramodul, der einen dicht hinter dem Objektiv 4 angeordneten Bildaufnehmer 7 und einen aus mehreren Platinen 9 zusammengesetzten Aufnahmemodul 8 enthält. Wie die Stirnansich ten der Fig. 2 und 3 zeigen, hat der Bildaufnehmer 7 eine rechteckige Form mit erheblich geringeren Querschnittsabmessun gen als der kreisrunde Aufnahmemodul 8. Die Platinen 9 des Aufnahmemoduls 8 sind durch Schrauben 10 miteinander verbunden.In the cylindrical interior of the camera housing 1 there is a camera module which contains an image sensor 7 arranged close behind the lens 4 and a recording module 8 composed of a plurality of circuit boards 9 . As the Stirnansich th of Fig. 2 and 3, the image sensor 7 has a rectangular shape with substantially lower Querschnittsabmessun gen than the circular receiving module 8. The boards 9 of the receiving module 8 are connected to one another by screws 10 .

Das Kameragehäuse 1 ist mittels einer rückwärtigen Abschlußkappe 11 verschlossen, die aus zwei im wesentlichen kegelstumpfförmi gen Abschnitten 12, 13 besteht. Mittig durch die Abschlußkappe 11 führt eine Schubstange 14, mit der das Kamerasystem durch Rohrleitungen vorgeschoben und anschließend wieder zurückgezogen wird.The camera housing 1 is closed by means of a rear end cap 11 , which consists of two substantially conical sections 12 , 13 . A push rod 14 runs through the center of the end cap 11 and is used to advance the camera system through pipelines and then to pull it back again.

Die Schiebestange 14 besteht in einer bevorzugten Ausführungs form aus Fiberglas, in das die Versorgungs- und Datenleitungen für den Kameramodul integriert sind. Die Erfindung ist hierauf jedoch nicht beschränkt, sondern diese Leitungen können auch getrennt von der Schiebestange 14 ins Innere des Kameragehäuses 1 eingeführt werden.The push rod 14 consists in a preferred embodiment of fiberglass, in which the supply and data lines for the camera module are integrated. However, the invention is not limited to this, but these lines can also be inserted separately from the push rod 14 into the interior of the camera housing 1 .

Dicht hinter der Abschlußkappe 11 sitzt innerhalb des Kamerage häuses 1 ein Querriegel 15, der mittels zweier langer Schrauben 16 an einer im vorderen Teil des Gehäuses befestigten ringförmi gen Innenwand 17 angeschraubt ist. An dem Querriegel 15 ist mittig der stationäre Teil 18 eines elektrischen Schleifring anschlusses angeschraubt, der von einem Schleifringkörper 19 umgeben ist. Der Schleifringkörper 19 ist über Befestigungsmittel 20 an der ihm zugewandten Platine 9 des Kameramoduls befestigt und elektrisch mit dieser verbunden. Close behind the end cap 11 sits within the camera housing 1, a cross bar 15 which is screwed by means of two long screws 16 to a ring-shaped inner wall 17 fastened in the front part of the housing. At the cross bar 15 , the stationary part 18 of an electrical slip ring connection is screwed in the middle, which is surrounded by a slip ring body 19 . The slip ring body 19 is fastened via fastening means 20 to the circuit board 9 of the camera module facing it and is electrically connected to it.

Oberhalb des Kameramoduls befindet sich innerhalb des Gehäuses 1 außerdem eine Fokussiereinrichtung 21, die mit dem Objektiv 4 in Verbindung steht.Above the camera module there is also a focusing device 21 within the housing 1 , which is connected to the lens 4 .

Mit der unteren, längeren Befestigungsschraube 10 ist ein Ge wichtskörper 22 an dem Kameramodul befestigt. Dieser Gewichts körper 22 hat die Form eines Kreissegments, dessen zugehöriger Kreisbogen mit der Kreisform der Platinen 9 übereinstimmt. Der Gewichtskörper 22 ist - bei waagerechter Anordnung des Bildauf nehmers 7 - in einer unteren Position an dem Kameramodul befe tigt, in der sein kreisbogenförmiger Umfang mit den Umrissen der kreisförmigen Platinen 9 fluchtet.With the lower, longer mounting screw 10 , a Ge weight body 22 is attached to the camera module. This weight body 22 has the shape of a segment of a circle, the associated arc of which corresponds to the circular shape of the plates 9 . The weight body 22 is - with a horizontal arrangement of the image pickup 7 - in a lower position on the camera module BEFE, in which its arcuate circumference is aligned with the outlines of the circular plates 9 .

Die aus dem Bildaufnehmer 7, dem Aufnahmemodul 8, dem Gewichts körper 22 und dem Schleifring 19 zusammengesetzte Baugruppe ist um die Mittenlängsachse 23 des Gehäuses 1 drehbar gelagert. Hierzu ist zwischen einem im Längsschnitt winkelförmigen vor deren Abschlußring 24 der Kamera-Baugruppe und der diese mit Ab stand umgebenden ringförmigen Zwischenwand 17 des Gehäuses 1 ein Kugellager 25 angeordnet, das den Kameramodul drehbar hält. Mit diesem Kugellager 25 wirken die Schleifringkörper 18, 19 als Gegenlager zusammen, da die Achse 23 auch die Mittenlängsachse des Schleifrings bildet. Das Gleitlager trägt neben seiner Funktion des elektrischen Anschlusses ohne Behinderung der Drehbewegung des Kameramoduls dazu bei, Pendelbewegungen zu dämpfen.The assembly composed of the image sensor 7 , the recording module 8 , the weight body 22 and the slip ring 19 is rotatably mounted about the central longitudinal axis 23 of the housing 1 . For this purpose, a ball bearing 25 is arranged between a longitudinal section angularly in front of the end ring 24 of the camera assembly and the surrounding annular partition 17 from the housing 1 , which holds the camera module rotatably. With this ball bearing 25 , the slip ring bodies 18 , 19 act together as counter bearings, since the axis 23 also forms the central longitudinal axis of the slip ring. In addition to its function of electrical connection, the plain bearing also helps to dampen pendulum movements without obstructing the rotary movement of the camera module.

Wenn das erfindungsgemäße Kamerasystem durch eine Rohrleitung vorgeschoben wird, neigt das Kameragehäuse dazu, sich unkon trolliert um seine Längsachse 23 zu drehen, wie dies Fig. 3 im Vergleich zu der Darstellung gemäß Fig. 2 zeigt. Wenn dies geschieht, wird der drehbar gehaltene Kameramodul durch Schwer kraft in der waagerechten Lage des Bildaufnehmers 7 gehalten, in der sich der Schwerpunkt des Gewichtskörpers 22 und der Ge samtschwerpunkt des Kameramoduls vertikal unter der Achse 23 be findet. Damit liefert die Kamera stets seitenrichtige und auf rechte Darstellungen auf dem angeschlossenen Monitor.If the camera system according to the invention is advanced through a pipeline, the camera housing tends to rotate in an uncontrolled manner about its longitudinal axis 23 , as shown in FIG. 3 in comparison to the illustration in FIG. 2. If this happens, the rotatably held camera module is held by heavy force in the horizontal position of the image sensor 7 , in which the center of gravity of the weight body 22 and the entire center of gravity of the camera module are found vertically under the axis 23 . The camera always delivers correct and right-hand displays on the connected monitor.

Claims

1. Camera system for examining pipelines through which the camera system can be moved and retracted, with a housing ( 1 ), a lens ( 4 ), a camera module that is connected to a remote monitor, and with into the housing ( 1 ) leading supply and data cables for the television camera, the lens ( 4 ) connected to a focusing device ( 21 ) being seated in the front end wall of the housing ( 1 ) and at least the image sensor ( 7 ) of the camera module being rotatably mounted in the housing and with a weight body ( 22 ) in connection, the center of gravity of which is in the horizontal position of the image sensor ( 7 ) vertically below its axis of rotation ( 23 ), and wherein the electrical connection to the camera module via a slip ring arrangement ( 18 , 19 ) he follows.

2. Camera system according to claim 1, characterized in that the rear end wall of the hous ses ( 1 ) with a push rod ( 14 ) is connected.

3. Camera system according to claim 1 or 2, characterized in that the entire camera module rotatable in the housing is stored.

4. Camera system according to claim 3, characterized in that the weight body ( 22 ) is attached to the camera module.

5. Camera system according to claim 4, characterized in that the weight body ( 22 ) has the shape of a segment of a circle in the end view.

6. Camera system according to claim 4 or 5, characterized in that the weight body made of a noble steel is made.

7. Camera system according to one of claims 1 to 6, characterized in that a ball bearing ( 25 ) is provided for mounting the camera module.

8. Camera system according to claim 7, characterized in that the ball bearing ( 25 ) is in the region of the image sensor ( 7 ).